Konsep Dasar Imunologi
Dorta Simamora
1. Sejarah perkembangan Imunologi Tahap empirik Mithridates Eupatoris VI Raja di Pontis 132-63 sebelum Masehi spy kebal beliau meminum berbagai jenis racun sedikit demi sedikit dikenal dengan mithridatisme ----> Bapak Imunologi 430 tahun sebelum masehi seorang Peloponnesian dari Athena menulis bahwa perawat tidak dapat terkena penyakit plaque karena kebal.
• Abad 18 di Timur Tengah, oleh istri duta besar Inggris di Turki variolasi menularkan secara sengaja orang yang sakit kepada orang yang sehat
• Edward Jenner 1749-1823 : cacar disebabkan oleh virus mendapatkan kekebalan dengan vaksinasi
Tahap empirik 3 cara untuk mendapatkan kekebalan 1. Mithridatisasi : kebal dengan minum racun sedikit demi sedikit 2. Variolasi : merangsang kekebalan terhadap cacar dengan “menggaruk” kulit dengan purulensi dari pustula smallpox. 3. Vaksinasi : kebal thd bibit penyakit yang telah dilemahkan Variolasi vs Vaksinasi
Tahap Ilmiah : diperoleh dengan cara metode ilmiah • Louis Pasteur 1822-1895 Tokoh pakar mikrobiologi : bahan vaksinasi diperoleh dari bibit penyakit (bakteri) yang dilemahkan bibit kolera Pasteurella aviseptica • Koch & Neisser : bakteri menyerang lekosit secara aktif fagositosis
Jules Bordet (1870-1961) ilmuwan muda untuk melumpuhkan bakteri diperlukan 2 komponen : 1. Komponen dalam serum imun bersifat termostabil disebut amboseptor dikenal dengan antibodi 2. Komponen lainnya bersifat termolabil disebut komplemen Antigen nama bagi semua substansi membangkitkan reaksi / respon tubuh terhadap antibodi
Wright & Douglas (1903) menemukan dalam serum mempermudah fagositosis dinamakan opsonin opsonisasi Pirgurt : menemukan penyimpangan imunitas dalam tubuh kepekaan tubuh alergi & anafilaksis Landsteiner & Obenmayer 1904 Imunokimia perbedaan golongan darah : A, B, AB dan O
Tahap Modern • JFAP Miller di London peran sentral kelenjar timus populasi limfosit • Lahirnya berbagai cabang Imunologi – – – – – –
Imunopatologi Imunogenetika Imunologi tumor Imunologi transplantasi Autoimunitas dll
Definisi Imunologi (Latin) ---- immunis = kebal----- logos = ilmu-Imunologi : Ilmu yang mempelajari tentang sistem kekebalan, pertahanan dan menetralisasi benda / subtansi asing dalam tubuh. Imunitas : Reaksi tubuh terhadap masuknya substansi asing Respon imun : Kumpulan respon terhadap substansi asing yang terkoordinasi Sistem imun : Sel & molekul yg bertanggung jawab dalam imunitas
Pola kerja & Fungsi sistem imun : 1. Melindungi tubuh dari invasi penyebab penyakit; menghancurkan & menghilangkan mikroorganisme atau substansi asing (bakteri, parasit, jamur, virus, tumor serta sel-sel abnormal, termutasi, atau ganas, serta menghancurkannya)
2. Menghilangkan jaringan atau sel yg mati atau rusak untuk perbaikan jaringan. 3. Mengenali dan menghilangkan sel yang abnormal Sasaran utama: bakteri patogen & virus. Leukosit merupakan sel imun utama (disamping sel plasma, makrofag, & sel mast) Sistem imun yang sehat adalah sistem imun yang seimbang, dapat meningkatkan kemampuan tubuh dalam melawan penyakit
Homeostasis : Ex : RBC atau WBC yang mati, Ag-Ab kompleks)
Asal, diferensiasi dan fungsi utama imunitas pada fagosit Bone Marrow stem cells Lymphoid progenitors
T Lymphocyte
Myeloid progenitors
B Lymphocyte
Granulocytes (dalam darah & jaringan) Neutrophils
Mikrobisidal di awal respon inflamasi
Eosinophils
Basophils
Menghancurka n parasit & menghasilkan mediator pd inflamasi
Melepaskan histamin dan heparin
Erythroid progenitors
Platelet progenitors
Erythrocytes
Platelets
Monocytes ( dalam darah) Macrophages
Alveolar Splenic & lymph node Liver Kupffer cells Peritoneal Other tissues (brain, synovia, kidney)
Hadir di akhir respon inflamasi Microbicidal Menginisiasi respon imun
Komponen Sistem imun (1) organs • • • • • • • •
Tonsils and adenoids Thymus pelindung terhadap infeksi Lymph nodes filter : bakteri dan virus Limfa mengangkut Limfosit Payer’s patches Sensor imunitas pada intestine Appendix sekresi Ig Lymphatic vessels transport Bone marrow Pabriknya
Limpatik dan sistem imun Komponen : Lymph, lymphatic vessels, bone marrow, thymus, spleen, and lymph nodes. Fungsi: – Pertahanan terhadap penginfeksi : bakteri, jamur, virus dll. – Menghancurkan sel cancer dan sel sel asing. – Mensintesis antibodi dan molekul imunitas lain. – Mensintesis WBC.
Immune system: (2) cells • Lymphocytes – T-lymphocytes – B-Lymphocytes, plasma cells – natural killer lymphocytes
• Monocytes, Macrophage • Granulocytes – neutrophils – eosinophils – basophils
Immune system: (3) molecules • • • • •
Antibodies Complement Cytokines Interleukines Interferons
Ada 2 tipe imunitas 1. Innate (bawaan) – Sebagai garis pertama dari respon imun – Bergantung pada mekanisme yang ada sebelum infeksi
2. Acquired (adaptive) didapat – Sebagai respon kedua jika innate gagal – Bergantung pada mekanisme yang beradaptasi setelah terinfeksi – Dikendalikan oleh limfosit T dan B – Satu sel menentukan satu determinan antigenik
Konsep Dasar Sistem Imun Innate / Non Spesifik Humoral
Selular
Garis pertahanan pertama Komplemen, IFN, TNF
Adaptif / Spesifik Humoral
Selular
Garis pertahanan kedua
Makrofag, Neutrofil
Spesifik B cell antibody
FAGOSIT : Sel MN, PMN • Sel NK • Sel MAST • Basofil
B Cell : IgG IgA IgM IgD IgE
No Memory
Spesifik T cell SEL T : • Th1 • Th2 • Ts/Tr/Th3 • Tdth • CTL/Tc
Memory
Ada 3 mekanisme Innate immunity: • Mechanical barriers / sekresi permukaan – Kulit, pH asam dalam perut, cilia
• Mekanisme humoral – lisozim, protein dasar, komplemen, IFN, TNF
• Mekanisme pertahanan seluler (Fagositosis) – NK sel, DC, netrofil, makrofag, sel mast basofil, eosinofil Aktivasi DC sangat penting untuk menginisiasi respon imun adaptif
NK Cell
Eosinophils
Neutrophil
Basophils & Mast cells
Monocyte Macrophage
Mekanisme innate dan adaptif immunity pada awal infeksi
(Abbas et al, 2015)
Innate Characteristics Specificity
Adaptive
Pada molekul terkait mikroba, molekul dihasilkan oleh sel sel host yang rusak Terbatas : germline yang dikodekan
For microbial and nonmicrobial antigens
Memory Nonreactivity to self Components Cellular and chemical barriers
None Yes
Yes Yes
Skin, mucosal epithelia; antimicrobial molecules
Blood proteins Cells
Complement, lain Fagosit (makrofag, neutrofil), NK cells, innate lymphoid cells
Lymphocytes dalam epithelia; antibodies disekresikan oleh epithelial permukaan Antibodies Lymphocytes
Diversity
Sangat besar : reseptor diproduksi oleh segmen somatik rekombinasi gen
(Abbas et al, 2015)
Sitokin yang terlibat pada immun respon Sitokin diklasifikasikan sitokin sebagai pro - atau anti-inflamasi. produksi sitokin bawaan dan respon adaptif dan sel-sel • Faktor stimulasi koloni (CSF) perkembangan dan diferensiasi sel-sel imunitas dari sumsum tulang prekursor. • Interferon (IFN) IFN-α dan IFN β menghambat replikasi virus, IFN-γ mengatur respon imun dan dibuat di sel T mengaktifkan makrofag. • Interleukins (ILs) >30 IL mengatur respon imun bawaan dan adaptif. IL dibuat oleh sejumlah jenis sel imunitas tubuh (dan lainnya), bertindak pada komunikasi antara leukosit. • Tumor necrosis factor (TNF) mempromote sitokin (TNF-α & TNF β) merangsang osteoklas & resorpsi tulang (osteoprotegerin, OPG). (Baynes JW and Dominiczak MH, 2014)
Sitokin yang terlibat pada immun respon • Chemokines sitokin chemokinesis – bertindak sebagai reseptor untuk infeksi (dalam infeksi HIV tertentu jumlah CD4 + T limfosit). • Pada imunitas bawaan : makrofag, DS dan (NK sel) adalah produsen utama dari TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8 dan banyak chemokines, IL-12, IL-15 dan IL-18, IFN-γ (sel NK komunikator interselular penting, merangsang respon imun dan inflamasi. • Jika respon adaptif diperantarai sel T, terutama CD4 + sel T, menjadi produsen utama sitokin mempromosikan atau mengontrol respons lebih lanjut : IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, IL17, IL-22, dan TGF-β.
(John W Baynes and Marek H Dominiczak, 2014)
Peran Komplemen memfasilitasi eliminasi bakteri dengan memproduksi 1. Chemotactic factors (C5a) menarik neutrofil dan makrofag ke daerah infeksi 2. Anaphylotoxins (C3a, C4a, & C5a) menstimulasi sel mast melepaskan histamin meningkatkan permiabilitas memungkinkan akses ke daerah infeksi. 3. Opsonins (C3b), mengikat bakteri supaya difagositosis 4. B-cell activator (C3d) meningkatkan produksi antibodi
Innate immunity
Adaptive immunity
Lymphocytes of the adaptive immune system T helper cells: regulate other immune cells T cytotoxic (killer) cells: kill infected cells
QuickTime™ TIFF are needed (LZW) to decompressor and seeathis picture.
B cells: produce antibodies (immunoglobulin)
Dendritic cells & macrophage: directly kill microbes by phagocytosis & other mechanisms. They also help to activate T cells (connection between innate & adaptive immunity) NK cells are lymphocytes that have characteristics of innate & adaptive immunity.
Ada 3 strategi Respon imun adaptif eliminasi mikroba. 1. Antibodi disekresi mengikat ekstraseluler mikroba, memblokir kemampuan mikroba menginfeksi sel host dan mempromosikan kemusnahan penginfeksi oleh phagocytes. 2. Fagositosis. fagosit menelan mikroba dan membunuh. Antibodi dan sel T helper meningkatkan kemampuan microbicidal phagocytes. 3. Killing Cells. Sitotoksik limfosit T (CTLs) menghancurkan sel-sel yang terinfeksi oleh mikroba yang tidak bisa diakses oleh antibodi dan fagositik kehancuran. (Abbas et al, 2015)
Types of Adaptive Immune Responses
(Abbas et al, 2015)
Adaptive immunity: mechanisms • Cell-mediated immune response (CMIR) – T-lymphocytes – Mengeliminasi mikroba intraseluler yang survive dengan fagosit atau sel sel terinfeksi yang lain.
• Humoral immune response (HIR) – B-lymphocytes – Dimediasi oleh antibodi – Mengeliminasi mikroba ekstraseluler dan toksin yang lain. Plasma cell (Derived from B-lymphocyte, produces antibodies)
Fungsi imunitas humoral : 1. Mempertahankan tubuh terhadap infeksi bakteri, virus 2. Menetralisasi toksin. Diproduksi di sumsum tulang dan dimatangkan di sumsum tulang (Bone Marrow). Limfosit B menyerang antigen yang ada di cairan antar sel. Ada 3 jenis sel limfosit B yaitu : - Limfosit B plasma memproduksi antibodi, - Limfosit B pembelah limfosit dalam jumlah banyak secara cepat - Limfosit B memori mengingat antigen yang pernah masuk ke tubuh.
FUNGSI IMUNITAS SELULAR 1. Mengorganisasi respons inflamasi nonspesifik dengan mengaktivasi fungsi makrofag sebagai fagosit dan bakterisid serta sel fagosit lainnya; 2. Mengadakan proses sitolitik atau sitotoksik spesifik terhadap sasaran yang mengandung Ag. 3. Meningkatkan fungsi sel B memproduksi Ab 4. Meningkatkan fungsi subpopulasi limfosit T baik sel Th/penginduksi maupun sel Tc/sel supresor. 5. Meregulasi respons imun dengan mengadakan regulasi negatif dan regulasi positif terhadap respons imun.
Respon Imun Non Spesifik
Spesifik Imm aktif
Imm pasif
Alami
Buatan
Lapis Pertama : - Kulit - Mb mukosa
Respon terhadap Ag Humoral
Selular
Limfosit B Melibatkan Ab
Melibatkan sel sel Limfosit Limfosit T
Bertanggung jawab
Lapis kedua : - Aktifitas fagositosis - Protein anti mikroorganisme - Reaksi radang
TIPE IMUNITAS • Imunitas alami – Aktif didapat setelah sembuh dari penyakit dan bersifat permanen : ex : cacar air – Pasif antibodi yang sudah jadi diperoleh bayi melalui plasenta atau kolostrum • Imunitas buatan – Aktif pembentukan setelah divaksinasi – Pasif imunitas yang sudah jadi ex : antitoksin tetanus Vaksin : racun inaktif, bibit penyakit yang sudah dilemahkan.
Active Immunity Respon utama: - Paparan pertama patogen, respon imun tidak cukup untuk memerangi penyakit. - Pada periode laten 5-10 hari sebelum sejumlah antibodi spesifik muncul dalam darah. Respon Sekunder: Setelah paparan antigen yang sama. Produksi antibodi jauh lebih cepat. - Konsentrasi antibodi maksimum dicapai < 2 jam. - Maintained jangka waktu yang lama
Simpulan imunitas bawaan • Humoral – komplemen, IFN dan TNF • Seluler - Magrofag, neutrofil : - FAGOSIT : Sel MN, PMN Sel NK Sel MAST Basofil
Simpulan imunitas Adaptif • Humoral – Produksi Antibody B-Cells
• Seluler – CD8+ T-Cells MHC-I Cytotoxic – CD4+ Th1-Cells MHC-II Activate Macrophages – CD4+ Th2-Cells MHC-II Activate B- sell memproduksi Antibody
Thank You God bless you all
